CANN/ops-math正态分布随机算子

aclnnInplaceNormalTensor

【免费下载链接】ops-math本项目是CANN提供的数学类基础计算算子库，实现网络在NPU上加速计算。项目地址: https://gitcode.com/cann/ops-math

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产品支持情况

功能说明

使用mean和std的参数正态分布的元素进行填充张量。从给定的均值mean和标准差std的离散正态分布中抽取随机数，用于填充selfRef张量。其中，均值mean是一个基础类型float，包含每个输出元素相关的正态分布均值。std是一个基础类型float，包含每个输出元素相关的正态分布的标准差。该接口的随机数偏移量为offsetTensor值与offset之和。

函数原型

每个算子分为两段式接口，必须先调用“aclnnInplaceNormalTensorGetWorkspaceSize”接口获取计算所需workspace大小以及包含了算子计算流程的执行器，再调用“aclnnInplaceNormalTensor”接口执行计算。

aclnnStatus aclnnInplaceNormalTensorGetWorkspaceSize( const aclTensor* selfRef, float mean, float std, const aclTensor* seedTensor, const aclTensor* offsetTensor, int64_t offset, uint64_t* workspaceSize, aclOpExecutor** executor)

aclnnStatus aclnnInplaceNormalTensor( void* workspace, uint64_t workspaceSize, aclOpExecutor* executor, aclrtStream stream)

aclnnInplaceNormalTensorGetWorkspaceSize

• 参数说明：

  参数名	输入/输出	描述	使用说明	数据类型	数据格式	维度(shape)	非连续tensor
  selfRef	输入/输出	输入输出tensor。	-	FLOAT32、FLOAT16、BFLOAT16、INT32、INT16、INT8、UINT8、INT64、BOOL、DOUBLE	ND	0-8维	√
  mean	输入	表示随机均值。	-	-	-	-	-
  std	输入	表示随机数的标准差。	-	-	-	-	-
  seedTensor	输入	设置随机数生成器的种子值。	-	INT64	ND	[1]	√
  offsetTensor	输入	与标量offset的累加结果作为随机数算子的偏移量。	-	INT64	ND	[1]	√
  offset	输入	作为offsetTensor的累加量。	-	-	-	-	-
  workspaceSize	输出	返回用户需要在Device侧申请的workspace大小。	-	-	-	-	-
  executor	输出	返回op执行器，包含了算子计算流程。	-	-	-	-	-

• 返回值：

  aclnnStatus：返回状态码，具体参见aclnn返回码。

  第一段接口完成入参校验，出现以下场景报错：

  返回值	错误码	描述
  ACLNN_ERR_PARAM_NULLPTR	161001	传入的selfRef为空指针。
  ACLNN_ERR_PARAM_INVALID	161002	selfRef的数据类型不在支持的范围之内。
  		std、mean的数据类型不符合接口入参要求。

aclnnInplaceNormalTensor

• 参数描述：

  参数名	输入/输出	描述
  workspace	输入	在 Device 侧申请的 workspace 内存地址。
  workspaceSize	输入	在Device侧申请的workspace大小，由第一段接口aclnnInplaceNormalTensorGetWorkspaceSize获取。
  executor	输入	op 执行器，包含了算子计算流程。
  stream	输入	指定执行任务的 Stream。

• 返回值：

  aclnnStatus：返回状态码，具体参见aclnn返回码。

约束说明

无

调用示例

示例代码如下，仅供参考，具体编译和执行过程请参考编译与运行样例。

#include <iostream> #include <vector> #include "acl/acl.h" #include "aclnnop/aclnn_normal.h" #define CHECK_RET(cond, return_expr) \ do { \ if (!(cond)) { \ return_expr; \ } \ } while (0) #define LOG_PRINT(message, ...) \ do { \ printf(message, ##__VA_ARGS__); \ } while (0) int64_t GetShapeSize(const std::vector<int64_t>& shape) { int64_t shapeSize = 1; for (auto i : shape) { shapeSize *= i; } return shapeSize; } int Init(int32_t deviceId, aclrtStream* stream) { // 固定写法，资源初始化 auto ret = aclInit(nullptr); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("aclInit failed. ERROR: %d\n", ret); return ret); ret = aclrtSetDevice(deviceId); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("aclrtSetDevice failed. ERROR: %d\n", ret); return ret); ret = aclrtCreateStream(stream); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("aclrtCreateStream failed. ERROR: %d\n", ret); return ret); return 0; } template <typename T> int CreateAclTensor(const std::vector<T>& hostData, const std::vector<int64_t>& shape, void** deviceAddr, aclDataType dataType, aclTensor** tensor) { auto size = GetShapeSize(shape) * sizeof(T); // 调用aclrtMalloc申请device侧内存 auto ret = aclrtMalloc(deviceAddr, size, ACL_MEM_MALLOC_HUGE_FIRST); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("aclrtMalloc failed. ERROR: %d\n", ret); return ret); // 调用aclrtMemcpy将host侧数据拷贝到device侧内存上 ret = aclrtMemcpy(*deviceAddr, size, hostData.data(), size, ACL_MEMCPY_HOST_TO_DEVICE); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("aclrtMemcpy failed. ERROR: %d\n", ret); return ret); // 计算连续tensor的strides std::vector<int64_t> strides(shape.size(), 1); for (int64_t i = shape.size() - 2; i >= 0; i--) { strides[i] = shape[i + 1] * strides[i + 1]; } // 调用aclCreateTensor接口创建aclTensor *tensor = aclCreateTensor(shape.data(), shape.size(), dataType, strides.data(), 0, aclFormat::ACL_FORMAT_ND, shape.data(), shape.size(), *deviceAddr); return 0; } int main() { // 1. （固定写法）device/stream初始化，参考acl API手册 // 根据自己的实际device填写deviceId int32_t deviceId = 0; aclrtStream stream; auto ret = Init(deviceId, &stream); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("Init acl failed. ERROR: %d\n", ret); return ret); // 2. 构造输入与输出，需要根据API的接口自定义构造 std::vector<int64_t> selfShape = {2, 2}; std::vector<int64_t> seedShape = {1}; std::vector<int64_t> offsetShape = {1}; float mean = 2.; float std = 1.; void* seedDeviceAddr = nullptr; aclTensor* seed = nullptr; void* offsetDeviceAddr = nullptr; aclTensor* offset = nullptr; int64_t offset2 = 102; void* selfDeviceAddr = nullptr; aclTensor* selfRef = nullptr; std::vector<float> selfHostData = {0.0, 0.0, 0.0, 0.0}; std::vector<int64_t> seedHostData = {0}; std::vector<int64_t> offsetHostData = {392}; // 创建self aclTensor ret = CreateAclTensor(selfHostData, selfShape, &selfDeviceAddr, aclDataType::ACL_FLOAT, &selfRef); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, return ret); // 创建seed aclTensor ret = CreateAclTensor(seedHostData, seedShape, &seedDeviceAddr, aclDataType::ACL_INT64, &seed); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, return ret); // 创建offset aclTensor ret = CreateAclTensor(offsetHostData, offsetShape, &offsetDeviceAddr, aclDataType::ACL_INT64, &offset); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, return ret); // 3. 调用CANN算子库API，需要修改为具体的Api名称 uint64_t workspaceSize = 0; aclOpExecutor* executor; // 调用aclnnInplaceNormalTensor第一段接口 ret = aclnnInplaceNormalTensorGetWorkspaceSize(selfRef, mean, std, seed, offset, offset2, &workspaceSize, &executor); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("aclnnInplaceNormalTensorGetWorkspaceSize failed. ERROR: %d\n", ret); return ret); // 根据第一段接口计算出的workspaceSize申请device内存 void* workspaceAddr = nullptr; if (workspaceSize > 0) { ret = aclrtMalloc(&workspaceAddr, workspaceSize, ACL_MEM_MALLOC_HUGE_FIRST); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("allocate workspace failed. ERROR: %d\n", ret); return ret); } // 调用aclnnInplaceNormalTensor第二段接口 ret = aclnnInplaceNormalTensor(workspaceAddr, workspaceSize, executor, stream); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("aclnnInplaceNormalTensor failed. ERROR: %d\n", ret); return ret); // 4. （固定写法）同步等待任务执行结束 ret = aclrtSynchronizeStream(stream); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("aclrtSynchronizeStream failed. ERROR: %d\n", ret); return ret); // 5. 获取输出的值，将device侧内存上的结果拷贝至host侧，需要根据具体API的接口定义修改 auto size = GetShapeSize(selfShape); std::vector<float> resultData(size, 0); ret = aclrtMemcpy(resultData.data(), resultData.size() * sizeof(resultData[0]), selfDeviceAddr, size * sizeof(resultData[0]), ACL_MEMCPY_DEVICE_TO_HOST); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("copy result from device to host failed. ERROR: %d\n", ret); return ret); for (int64_t i = 0; i < size; i++) { LOG_PRINT("result[%ld] is: %f\n", i, resultData[i]); } // 6. 释放aclTensor和aclScalar，需要根据具体API的接口定义修改 aclDestroyTensor(selfRef); aclDestroyTensor(seed); aclDestroyTensor(offset); // 7. 释放Device资源，需要根据具体API的接口定义修改 aclrtFree(selfDeviceAddr); aclrtFree(seedDeviceAddr); aclrtFree(offsetDeviceAddr); if (workspaceSize > 0) { aclrtFree(workspaceAddr); } aclrtDestroyStream(stream); aclrtResetDevice(deviceId); aclFinalize(); return 0; }

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